超聲霧化熱解法制備ZnO薄膜結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、氧化鋅是一種多用途的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶半導(dǎo)體材料.傳統(tǒng)上,ZnO薄膜被廣泛應(yīng)用于太陽能電池、聲表面波器件、壓敏器件、透明導(dǎo)電電極等領(lǐng)域.近年來,ZnO作為寬禁帶半導(dǎo)體材料的研究越來越受到人們的重視.和GaN相比,ZnO薄膜具有生長(zhǎng)溫度低,激子復(fù)合能高(ZnO:60meV, GaN:21~25meV),有可能實(shí)現(xiàn)室溫下較強(qiáng)的紫外受激發(fā)射,制備出性能較好的探測(cè)器、發(fā)光二極管和激光二極管等光電子器件.ZnO的輻射波長(zhǎng)具有比GaN的藍(lán)光發(fā)射更短,對(duì)

2、增加光記錄密度具有重要意義.目前,有關(guān)氧化鋅的研究集中在氧化鋅的紫外光發(fā)射和可見光發(fā)光機(jī)制方面.對(duì)于可見光發(fā)光機(jī)制目前尚無統(tǒng)一認(rèn)識(shí).該文綜述了ZnO薄膜的各種生長(zhǎng)技術(shù)及其原理,并概括了ZnO薄膜研究的最新進(jìn)展.利用自制的超聲霧化熱解沉積技術(shù)生長(zhǎng)了具有C軸擇優(yōu)取向的多晶ZnO薄膜,并利用X射線衍射儀(ⅪD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、紫外-可見光光譜儀(UV-Vis absorption Spectrometer)

3、、熒光光譜儀(PLSpectrometer)等測(cè)試手段,對(duì)ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征.研究了各生長(zhǎng)條件,如前驅(qū)物溶液濃度、襯底溫度、沉積時(shí)間、退火處理和摻雜濃度對(duì)ZnO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,前驅(qū)物濃度增加有利于制備C軸取向生長(zhǎng)的ZnO薄膜;400℃時(shí),沉積出高質(zhì)量C軸擇優(yōu)取向的ZnO薄膜,在氧氣氣氛下退火溫度為600℃時(shí),得到的薄膜結(jié)晶性較好;而且,摻雜濃度增加不利于ZnO薄膜的取向生長(zhǎng).受激發(fā)射光致發(fā)光結(jié)果表明,樣品